§ 114. Г^аздардағы диффузия

Барлық компоненттердің салыстырмалы концентра- 
циясының қосындысынын, бірге тең болатындығы анық:
= 1.
Қайсыбір компоненттің абсолют концентрациясы деп 
молекулалардың осы сортының бірлік көлемдегі масса- 
сын айтады. Осылайша анықталған концентрация осы 
компоненттің парциал тығыздығы болып табылады. 
Егер 
і-ш\
компоненттің молекуласының массасы 
m t
бол- 
са, онда абсолют концентрация мына шамаға тец бо­
ла ды:
Сі = п іті.
Газ қоспасының қысымы жеке компоненттердің пар­
циал қысымдарының қосындысына тец болып, бірлік 
көлемдегі молекулалардың толық саны арқылы анық- 
талады:
р = У,Рі —2 -П
і
 kT = пкТ
п
(0
*
Газ компоненттерінің концентрациясы кеңістіктің әр 
түрлі нүктелерінде бірдей болмауы мүмкін. Бұл жағ- 
дайда молекулалардың жылулық қозгалысынан концен- 
трацияның азаю бағытында 
і
-ші компоненттің массала- 
рын тасымалдау түрінде жүретін концентрациялардыц 
теңесуі басталады. Бұл процесс д и ф ф у з и я дсп ата- 
лады.
Молекулалардың толық саны, демек, кысым да диф­
фузия кезінде өзгермейді. Тек молекулалардың әр түрлі
сорттарының 
қайтадан 
таралуы немесе 
п t
ша- 
маларының өзгеруі жүре- 
ді, ал бұл өзгеріс бір 
компоненттің бір жердегі 
пі
-і артса, онда басқа бір 
компоненттіц 
n
tде ©зге- 
pin, 
п
і-лердің қосындысы 
тұрақты болып қалады.
Осыдан былай бүл па­
раграфта екі компонент- 
ті газ қоспалары жайлы 
сөз болатын болады. 
Қайсыбір көлемде қан- 
256-сурет. 
дай да бір тасілмсп 
с
ба-
388

ғытының бойында екі компоненттің де концентрацияла- 
рынын градиентін уақыт бойынша өзгертпей ұстап тур- 
мыз делік (256-сурет; онда абсолют концентрациялар- 
дың орнына оларға пропорционал болатын бірлік көлем- 
дегі молекулалар саны келтірілген). Көлемнің барлық 
жерінде қысым бірдей. Демек, 
П\-\-п2
қосындысы әрбір 
қима үшін бірдсй болады. Бұл жағдайда z-ке перпенди­
куляр 5 ауданы арқылы солдан оңға қарай молекула- 
лардың бірінші сортының басым ағыны пайда болады; 
бұл агынды 
S
арқылы бір секунд ішінде өтетін массаның 
М
і шамасымен сипаттауға болады. Тәжірибе көрсеткен- 
дей, бұл шама былай анықталады:
M, = -
d
£
s
.
(114.1)
мундағы 
D
— д и ф ф у з и я
к о э ф ф и ц и е н т і 
деп
аталатын пропорционалдық коэффициент, 
— S
ау-
данды ойша орналастырған қимадағы абсолют концен- 
трацияның градиенті.
S ауданы арқылы 
t
уақыттың ішінде массаның
M xt
—
— 
D ^ - S t
 
(114.2)
шамасына тең болатындығы анық.
Бір мезгілде осыған ұқсас
M 2 = — D p S
өрнегімен анықталатын молекулалардың екінші сорты- 
ның қарсы ағыны пайда болады.
(114.1) 
теңдеу диффузияның эмпирикалық теңдеуі 
болып табылады. «—» таңбасы массаның берілген газ 
компонентінің концентрациясы кемитін бағытында тасы- 
малданатынын көрсетеді.
Диффузияның теңдеуін молекула кинетикалық ұғым- 
дар негізінде алуға тырысалық, сонымен қатар есептеу- 
лерді оңайлату үшін екі компонент молекулаларының 
бір:бірінен массалары бойынша айырмашылығы аз деп 
( т і ^ т 2^ т )
және олардың эффективтік қималарын 
(сл^аг — о) өз apa тең деп санаймыз. Сонда екі компо- 
иенттің де молекуларының жылулық қозғалысының ор-
таша 
v
жылдамдығы бірдей және орташа еркін жүру 
жолы

жүктеу 28,35 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: